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川崎製鉄技報
KAWASAKI STEEL GIHO
Vol.26 (1994) No.2
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選択Al-CVDによるAl/Al直接接続ビア形成
Al/Al Direct-Contact Via Plug Formation Using Selective Al-CVD

竹安 伸行(Nobuyuki Takeyasu) 山本  浩(Hiroshi Yamamoto) 太田 与洋(Tomohiro Ohta)
要旨 :
選択Al-CVD技術を用いて,上下配線間をAlのみで直接接続した微細なビア構造を形成することに初めて成功した。このような構造は次の三つの処理を同一真空内で連続して行うことによって実現できた。つまり,RIE(reactive ion etching)による下層Al配線の表面清浄化,選択Al-CVDによるプラグ形成,およびスパッタによる上層Al膜形成である。この方法によって作製したビア構造では電流経路に異種金属界面がなく,0.5μm径において,0.25Ω/viaの低い抵抗が得られた。この値は異種金属界面をもつWプラグのビアに比べて1/3程度である。またWプラグのビアに比べて同等以上のEM(electromigration)耐性も得られた。以上の結果から,このAl-CVDプラグを用いた異種金属界面のないビア構造は信頼性が高く,低コストで形成できるので今後の微細なLSI配線構造として,非常に期待できる。
Synopsis:
Direct-contact via plug of a submicron diameter with a novel via plug structure has been realized by selective aluminum chemical vapor deposition (Al-CVD). Lower and upper Al interconnects are directly connected with the plug of aluminum. Essential point of this technique is to carry out sequentially the following three processes without exposing wafers to the ambient: Surface cleaning by reactive ion etching (RIE), plug formation by selective Al-CVD and sputter deposition of upper level Al film. The via structure has no heteromaterial interfaces across the current path. Electrical characteristics of the Al plug were evaluated and compared with those of the conventional W plug. The resistance of a via chain in 0.5-μm diameter was 0.2525Ω/via, which was 1/3 that of the W-filled plug, and inerface resistance was estimated to be extremely low. Electromigration (EM) tolerance of the new plut was better than that of the W plug. The direct-contact Al-CVD plug is, thus, very suitable for realizing high-performance LSI with lower process cost.
本文(PDF: 5P/238kb)




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